Fenton试剂在造纸废水处理中的应用

《Fenton试剂在造纸废水处理中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Fenton试剂在造纸废水处理中的应用（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、Fenton 试剂的反应机理及其在造纸废水处理中的应用随着我国工农业的迅猛发展, 水中有毒或难降解的有机物成分越来越多, 而如何处理这类物质并提高其处理效果成为水处理行业中较为关注的课题。Fenton 试剂是一种常用的高级氧化技术,具有操作过程简单、反应物易得、无须复杂设备且对环境友好性等优点, 已被逐渐应用于染料、防腐剂、显相剂、农药等废水处理工程中，具有很好的应用前景。1894 年 Fenton 首次发现有机物在 H2O2 与 Fe2+组成的混合溶液中能被迅速氧化, 并把这种混合体系称为标准 Fenton 试剂, Fenton 标准试剂自出现以后就得到了广泛的研究和应用, 后来人们发现这种

2、混合体系所表现出的强氧化性是因为 Fe2+的存在有利于 H2O2 分解产生出OH 的缘故。标准 Fenton 试剂是由 H2O2 与 Fe2+组成的混合体系，它通过催化分解H2O2 产生的OH 进攻有机物分子夺取氢，将大分子有机物降解为小分子有机物或矿化为 CO2 和 H2O 等无机物，其化学反应方程式为：溶液的 PH 值、反应温度、H2O2 浓度和 Fe2+的浓度是影响氧化效果的主要因素。一般来讲，Fenton 试剂的氧化性在 PH 值 3 到 5 之间最佳，PH 值的升高或降低，将影响溶液中铁的形态分布，降低催化反应能力。反应温度升高，降解速度加快，去除率增加但并不明显。在反应过程中，Fe

3、nton 试剂存在一个最佳的 H2O2 与 Fe2+投加量比，过量的 H2O2 会与OH 发生反应（4） 。过量的Fe2+会与OH 发生反应（5） ，生成的 Fe3+有可能引发反应（6）和（7）制 浆 造 纸 废 水 的 成 分 很 复 杂 ， 其 组 分 不 仅 取 决 于 纸 浆 的 方 法 ， 也 取 决 于所 产 品 种 和 原 料 种 类 等 多 种 因 素 。 造 纸 工 业 废 水 中 的 悬 浮 物 质 主 要 来 自 备 料工 段 的 树 皮 、 草 屑 、 泥 沙 以 及 随 水 排 放 的 炉 灰 、 矿 渣 、 制 浆 造 纸 各 工 序 流 失的 纤 维 、 填 料

4、等 ； 废 水 中 COD 主 要 来 源 于 制 浆 蒸 煮 工 序 ， 如 纤 维 素 分 解 生 成的 糖 类 、 醇 类 、 有 机 酸 等 ， ； 废 水 中 的 COD 和 着 色 物 质 主 要 来 源 于 制 浆 蒸 煮工 序 的 木 素 及 其 衍 生 物 ； 造 纸 工 业 废 水 的 特 点 是 废 水 排 放 量 大 ， COD 高 ，废 水 中 纤 维 悬 浮 物 多 ， 而 且 含 二 价 硫 和 带 色 ， 并 有 硫 醇 类 恶 臭 气 味 。Fenton 法 是 高 级 氧 化 法 的 一 种 ， 由 于 Fenton 试 剂 氧 化 处 理 成 本 过 高

5、，因 此 在 实 际 处 理 制 浆 造 纸 废 水 中 多 采 用 先 生 物 处 理 后 Fenton 试 剂 氧 化 的 处理 方 法 。 考 虑 到 晚 期 造 纸 废 水 有 机 物 浓 度 相 对 较 低 ， 本 厂 采 用 Fenton 试 剂直 接 对 造 纸 废 水 进 行 深 度 处 理 。本 处 理 过 程 中 进 水 COD 在 230mg/L 到 250mg/L， SS 在 30mg/L 到40mg/L， 双 氧 水 （ H2O2、 质 量 分 数 27.5%） ， 氯 化 亚 铁 （ FeCl2、 质 量 分 数20%） ， 石 灰 乳 （ Ca（ OH） ） ，

6、液 体 PAM其 中 石 灰 乳 用 于 调 节 出 水 PH 值 ， 液 体 PAM 提 高 污 泥 的 絮 凝 效 果 。在 实 际 处 理 过 程 中 ， 由 于 进 水 量 不 断 变 化 ， 加 药 量 也 随 之 不 断 变 化 ， 会出 现 以 下 几 种 现 象 ， 现 将 其 原 因 分 析 如 下 ：一 、 双 氧 水 与 氯 化 亚 铁 都 处 于 最 佳 投 加 量加 入 药 品 后 ， 废 水 由 浅 黑 色 转 变 为 浅 黄 色 ， 可 以 看 见 水 中 出 现 絮 凝 污泥 ， PH 值 处 于 3 到 4 之 间 ， 在 加 入 石 灰 乳 后 废 水 由

7、浅 黄 色 转 变 为 红 褐 色 ，加 入 PAM 后 ， 废 水 中 污 泥 迅 速 沉 淀 ， 上 清 液 清 澈 透 明 。 废 水 COD 迅 速 降 低达 到 60mg/L 以 下 。 3- 3FeOHFe其 中 为红褐色沉淀3二、双氧水投加过量加入后产生大量的泡沫，废水中污泥沉淀缓慢，污泥中有大量气泡同时污泥出现上浮现象。COD 去除率降低，长时间过量，沉淀池中出现浮泥，池中处理过的废水变黄变浑浊。222HO+HO减少了OH 的浓度，使 COD 的去除率降低三 、 氯 化 亚 铁 投 加 过 量加 入 石 灰 乳 后 废 水 由 浅 黄 色 转 变 为 灰 绿 色 ， 絮 凝 效

8、 果 好 ， 加 入 PAM 后沉 淀 迅 速 ， 上 清 液 清 澈 透 明 。 经 过 一 段 时 间 逐 渐 变 黄 变 浑 浊 ， COD 去 除 率低 。2+- 2FeOHFe22 34O=4FeH纯氢氧化亚铁是白色的但一般很难看到， 因为溶液中溶解有氧气且反应体系（开放性的体系）与外界存在着物质交换与能量交换，不断有空气中的氧气溶解到溶液中，新生成的氢氧化亚铁很快就被氧化成氢氧化铁，被氧化了的氢氧化亚铁与刚生成的氢氧化亚铁组成的混合物：一些灰绿色的絮状沉淀。四、两种药剂都投加过量废水由浅黑色转变为深黄色同时产生大量泡沫，絮凝效果很差成碎末状或不絮凝，污泥沉淀缓慢，废水 COD 去除

9、率低，浪费了大量的药剂。五、两种药剂投加量都不足加药后废水颜色变化不大，颜色发黑，絮凝效果良好，污泥沉淀迅速，上清液颜色发黄，废水 COD 去除率低。石灰乳的投加量根据出水 PH 值确定，调节出水 PH 值在 6 到 7 之间最佳。液体 PAM 的投加量根据污水絮凝效果确定，在前面各种药剂都按正常投加量的情况下，尽量使污泥絮凝效果达到最好，从而确定最佳投加量。结论：Fenton 试剂对一些难降解的有机物有较好的降解效果，在对造纸废水进行深度处理中，通过投加一定量的 Fenton 试剂，使废水中的有机物发生部分氧化、耦合或聚合，形成分子量不太大的中间产物，有效的改善了难降解有机物的可生化性、溶解性及混凝沉淀性，使造纸废水的 COD 由 230250 降到60 以下，使处理过的造纸废水可以达标排放。由于 Fenton 试剂反应条件受到H2O2 与 Fe2+浓度、PH 值、温度等反应条件的影响，因此实际应用过程中一定要注意各药剂的投加量，确保保持在最佳投加量，使其达到最好的降解效果。